جوشکاری
درمورد جوشکاری چه میدانید؟ آیا ار کاربرد های آن در اطراف خود با خبر هستید؟ جوشکاری حرفه ایست که شما ممکن است به سادگی از کنارش بگذرید و در جریان جزئیات ریز و درشت پشت این کار نباشید. این عمل در ذهن برخی افراد ممکن است کاری ساده تلقی شود اما اگر که از اهمیت این کار مطلع شوید حتما شگفت زده میشوید. در ادامه مقاله همراه ما باشید تا با این حرفه بسیار کارآمد بیشتر آشنا شوید.
انواع اتصالات
همانگونه که در فوق اشاره شد جوشکاری شامل اتصال دو یا چند قطعه فلز به یکدیگر با استفاده از حرارت و فشار است. این اتصالات انواع مختلفی دارند که در ادامه در باره آنها توضیح داده ایم.
اتصالات موقت
در این نوع اتصالات قطعات به سادگی از هم جدا میشوند و در صورت انجام جداسازی آسیبی به قطعات نمیرسد. مانند استفاده از پیچ و مهره برای ایجاد اتصال.
اتصالات نیمه موقت
در این نوع اتصالات جداسازی قطعات کمی دشوار و گاهی نیازمند به کارگیری روش های مختلف است و در صورت انجام عمل جداسازی عامل اتصال از بین میرود. مانند لحیم کاری.
اتصالات دائمی
این نوع اتصالات جداسازی قطعات امری دشوار و اغلب نیازمند بریدن و یا شکستن قطعه هست و انجام عمل جداسازی به قطعات آسیب رسانده و عامل اتصال را از بین میبرد. مانند جوشکاری.
هرگونه از این اتصالات در امور مختلف به کار برده شده و مزایا و معایبی دارند. به طور مثال یکی از مزایای اتصال موقت این است که با استفاده از این روش ما کمترین صدمه و عیب احتمالی را در برقراری اتصال داریم. و همچنین از جمله مزیت های اتصال دائم می توان به استحکام و مقاومت بالاتر در اتصال، صرفه جویی در وقت و پایداری بیشتر اتصال در طول زمان اشاره کرد.
برای مطالعه بیشتر می توانید مقاله طراحی و مدلسازی سه بعدی را مطالعه نمایید
جوشکاری چیست؟
در ابتدا قبل از پرداختن به جزئیات این حرفه بیایید به طور کلی با این حرفه آشنا شویم. جوشکاری (Welding) به عمل جوش دادن و اتصال دو یا چند قطعه گفته میشود و این اتصال از نوع دائم میباشد. در صنایع مختلف قطعات به صورت جداگانه تولید میشوند و برای ساخت انواع ماشین آلات و دستگاه ها نیاز است این قطعات به هم متصل و یکپارچه شوند. برای به وجود آوردن این اتصال در صنایع معمولا و اکثرا از جوش کاری استفاده میشود. این کار معمولا با گرم کردن محل اتصال و یا ذوب کردن قطعه اتصال انجام میشود.
به طور کلی این حرفه یک فرآیند پیچیده است که نیاز به درک تکنیک های مختلف جوشکاری، تجهیزات و اقدامات احتیاطی ایمنی دارد. این فرآیند در صنایع مختلف مانند ساخت و ساز، خودروسازی، هوافضا و ساخت و ساز نقش مهمی دارد.
جوشکاری و علم
جوشکاری امری فراتر از اتصال دو قطعه فلز به یکدیگر است. عمل آن مبتنی بر علم و تحقیق است. به ویژه درک مواد و خواص آنها. علم فلزات معمولاً با عنوان متالورژی شناخته می شود که بر تولید و خالص سازی مواد خاص تمرکز دارد. علم جوش به عنوان متالورژی جوش شناخته می شود و به رفتار فلزات در معرض این حرفه می پردازد.
در دهه گذشته، پیشرفت در متالورژی آهنی (علم آلیاژهای مبتنی بر آهن مانند فولادهای کربنی و فولادهای ضد زنگ) عمدتا با توسعه فناوری های نانو مشخص شده است. به ویژه تولید مواد با کیفیت بالا که در صنعت الکترونیک، اپتیک، ساخت و ساز، صنعت برق، تولید، فضانوردی و جاهای دیگر استفاده میشوند.
نکته مهم این است که فرآیندهای متالورژی در طول تاریخ تغییر کرده اند و امروزه فرآیند تولید به شدت به متالورژی جوشکاری متکی است که مقرون به صرفه و از نظر زیست محیطی پایدار است.
در این حرفه علوم مختلفی دخیل هستند. علومی مانند فیزیک و شیمی که پایه و اساس این حرفه به حساب می آیند. به طور مثال شامل شیمی پیچیده ای است تا اطمینان حاصل شود که فلزات به درستی در کنار هم قرار می گیرند. همچنین برای ساختن یک ماشین، پل، کشتی یا بسیاری از سازههای مختلفی که هر روز از آن استفاده میکنیم، نیاز به آموزش و مهارت است.
جوشکاری و کاربردهای آن
همانگونه که در فوق اشاره شد جوشکاری شامل اتصال دو یا چند قطعه فلز به یکدیگر با استفاده از حرارت و فشار است. این اتصالات انواع مختلفی دارند که در ادامه در باره آنها توضیح داده ایم. همانطور که میدانیم این حرفه نقش مهمی در ایجاد اتصال دائم دارد. همچنین به ما این امکان را میدهد که بسیاری از مواد از جنس های مختلف را به یکدیگر متصل کنیم. از این امر همچنین گاهی برای ایجاد شیار و برشکاری نیز استفاده می شود.
یکی دیگر از کاربرد های آن، انجام تعمیرات قطعات آسیب دیده است. با استفاده از این فرآیند ما میتوانیم در صنعت انواع قطعات و ریز درشت و ماشین آلات را تعمیر کنیم. همچنین برای بازسازی نیز استفاده میشود. از این عمل میتوان برای بازسازی قطعات فرسوده و دارای خوردگی استفاده کرد.
گاهی ممکن است برای روکش کاری و سخت کاری از فرآیند استفاده شود. به طور مثال در برخی صنایع و قطعات مربوطه نیاز به ایجاد مقاومت در برابر خوردگی است (مثل لوله هایی که در دریا قرار می گیرند). برای ایجاد این مقاومت در این موارد می توان از روکش کاری سطح لوله با استفاده از روش جوشکاری استفاده کرد.
به عنوان نوعی دیگر از این کاربرد ها میتوان به جوشکاری تزئینی اشاره کرد. این روش در ساخت وسایل تزئینی مانند مجسمه و همچنین جواهر سازی و لوستر سازی کاربرد دارد.
انواع جوشکاری
همه تکنیک های جوشکاری یکسان نیستند، زیرا از نظر تجهیزات مورد استفاده، نوع مواد متصل شده و ویژگی های جوش نهایی متفاوت هستند. به طور کلی فرآیند جوش کاری به دو دسته ذوبی (Fusion welding) و حالت جامد (Solid state welding) تقسیم بندی میشود که هر کدام انواع خاصی دارند که در ادامه به آن میپردازیم.
جوشکاری ذوبی (Fusion welding)
در روش ذوبی ما به وسیله یک منبع حرارتی عمل ذوب را روی قسمت اتصال انجام میدهیم. پس از ذوب کردن قسمت اتصال در آن نقطه عمل انجماد رخ داده و یک نیروی چسبندگی میان دو قطعه به وجود می آورد. در آخر این کار باعث اتصال دو قطعه به هم میشود. این فرآیند خود به 4 قسمت تقسیم میشود که هرکدام روش های مختص خود را دارند. در ادامه تقسیم بندی فرآیند جوشکاری ذوبی آمده است.
جوشکاری قوس الکتریکی
جوشکاری قوس الکتریکی پرکاربردترین روش این حرفه است که از برق برای ایجاد قوس الکتریکی بین الکترود جوش و قطعه کار استفاده میکند. روشهای جوشکاری قوس الکتریکی، مانند قوس فلزی محافظ (SMAW) و قوس فلزی با گاز (GMAW)، از یک الکترود سیم مصرفی استفاده میکنند که ذوب شده و اتصال را تشکیل میدهد. این روش برای مقابله با آلیاژهای مختلف، کارخانه های فولادی و لوله ها ایده آل است و آن را برای صنایع ساختمانی، خودروسازی و کشتی سازی مناسب می کند.
روشهای جوشکاری با قوس الکتریکی عبارتاند از:
- با الکترود دستی پوششدار (SMAW)
- زیرپودری ((SAW
- با گاز محافظ (GMAW )
- همراه با گاز محافظ و الکترود تنگستنی ( GTAW)
- پلاسما (PAW)
- کربنی (CAW)
- تو پودری (FCAW)
جوشکاری با اکسی گاز
در جوشکاری گازی که با نام سوخت اکسیژن نیز شناخته می شود، از مخلوطی از گازهای سوخت (مانند استیلن) و اکسیژن برای تولید شعله ای استفاده می شود که لبه های قطعه کار را ذوب می کند. برخلاف قوس الکتریکی، این تکنیک نیازی به برق ندارد. جوشکاری گاز کنترل بسیار خوبی بر روی منبع گرما ارائه می دهد و امکان کار دقیق روی مواد نازک، عملیات لحیم کاری و تعمیر ابزار و ماشین آلات را فراهم می کند. در حالی که به دلیل ظهور تکنیکهای کارآمدتر محبوبیت کمتری پیدا کرده است، هنوز در کاربردهای خاص ترجیح داده میشود.
روش های جوشکاری با اکسی گاز عبارتند از:
- اکسیژن استیلن
- فشارگاز
جوشکاری مقاومتی
جوشکاری مقاومتی به اعمال فشار و مقاومت الکتریکی برای تولید گرما و ایجاد اتصال بین دو قطعه کار متکی است. این تکنیک به طور گسترده در صنایعی مانند خودروسازی، هوافضا و تولید الکترونیک استفاده می شود. جوش نقطه ای، شکل متداول جوشکاری مقاومتی، شامل عبور سریع جریان الکتریکی از دو ورقه فلزی قرار گرفته بین الکترودهای مسی است که در نتیجه ذوب موضعی و تشکیل یک جوش قوی ایجاد می شود.
روشهای جوشکاری مقاومتی عبارتند از:
- جوش نقطهای
- درز جوش
- جوش تکمهای
- با استفاده از قالب
جوشکاری پرتو لیزری
جوشکاری لیزری یک تکنیک پیشرفته است که از یک پرتو لیزر بسیار متمرکز برای ذوب و اتصال قطعات کار استفاده می کند. لیزر کنترل دقیقی بر گرمای ورودی را فراهم میکند و امکان جوشکاری را در مناطقی که دسترسی به آن سخت است، فراهم میکند و آن را برای طراحیهای پیچیده و اتصالات با کیفیت بالا مناسب میسازد. این روش معمولاً در تولید لوازم الکترونیکی، ساخت تجهیزات پزشکی و صنعت خودرو استفاده می شود.
جوشکاری حالت جامد (Solid state welding)
در این روش از جوشکاری ما از طریق اعمال فشار و تغییر شکل، عمل اتصال را انجام میدهیم. این روش، مخصوص فلزات نرم از جمله نقره، آلیاژهای مس و آلیاژهای آلومینیوم است. و برقراری این اتصال در دمای محیط هم امری ممکن است. اما گاهی برای برخی فلزات مثل فولاد نیاز به دمای بیشتری است و باید ابتدا قطعه تا 400 یا 500 درجه سانتی گراد گرم شود. در ادامه تقسیم بعدی فرآیند جوشکاری حالت جامد آمده است.
- مقاومتی
- اصطکاکی
- فراصوتی
- آهنگری
- سرد
- انفجاری
- با نورد
- فشاری
لوازم جانبی مورد نیاز برای جوشکاری
جوشکاری یک مهارت است که برای اطمینان از ایمنی، دقت و کارایی نیاز به استفاده از ابزار و لوازم مختلف دارد. استفاده لوازم جانبی آورده شده در ادامه برای جوشکارها ضروری است تا کار خود را به طور موثر انجام دهند و از خود در برابر خطرات احتمالی محافظت کنند.
ماسک
آهن ربا و گونیا
ضخامت سنج
سوهان
گیره و انبر
دستکش
عینک ایمنی
نکات ایمنی در هنگام جوشکاری
جوشکاری یک فرآیند پیچیده و بالقوه خطرناک است که نیاز به توجه به اقدامات احتیاطی ایمنی دارد. چه یک جوشکار با تجربه بوده و چه به تازگی فعالیت خود را در این زمینه آغاز کرده باشید، رعایت نکات ایمنی مناسب برای محافظت از خود و اطرافیانتان ضروری است. در این بخش ما راجب خطرات و صدمات احتمالی و همچنین نکات ایمنی لازم برای جلوگیری از آنها در جوشکاری حرف میزنیم.
در این فرآیند ممکن است مقدار زیادی دود و گاز مضر تولید شود و فرد جوشکار در مدت زمان زیادی در معرض آنها باشد. قرار گرفتن در معرض این دود و گازها ممکن است باعث بروز مشکلاتی از قبیل مشکلات تنفسی و بیماری سرطان شود. برای جلوگیری از این مورد باید مطمئن شد در محل جوشکاری تهویه هوا وجود دارد و یا از ماسک های تنفسی استفاده کرد.
در این حرفه فرد ممکن است به خاطر کار با دستگاه و یا شرایط کار دچار آسیب و صدمه فیزیکی شود. این صدمات میتوانند ایجاد سوختگی، بریدگی و آسیب دیدگی چشم باشند. راه حال مناسب برای دور بودن از این نوع خطرات و صدمات استفاده از وسایل ایمنی مورد نیاز مانند کلاه، عینک و دستکش مخصوص جوشکاری استفاده کرد.
نوع دیگر خطراتی که فرد جوشکار را تهدید میکند امکان وقوع برق گرفتگی است. برای پیشگیری از این امر باید قبل از انجام کار الکترود بررسی شود و همچنین تماس مستقیم با پوست نداشته باشد و از دستکش های مخصوص استفاده شود.
میزان درآمد جوشکاری
در آخرین بخش از مقاله خود به بررسی درآمد یک فرد جوشکار در برخی دیگر از کشور ها میپردازیم.
میزان دستمزد جوشکار بسته به برخی عوامل میتواند متفاوت باشد. عواملی مانند تجربه و مهارت، روش و مکان، میزان و زمان فعالیت و سختی کار.
کشورهایی که برای جوشکاری دستمزد و حقوق بالایی دارند شامل کشورهای آلمان، کانادا، سوئیس، ترکیه، استرالیا، آمریکا می باشند.
درآمد جوشکاری در:
- ترکیه: با توجه به مهارت و تجربه، حقوق سالیانه میان 30 تا 70 هزار لیر میباشد.
- آلمان: میانگین حقوق در آلمان 40 هزار یورو در سال و ساعتی 19 یورو میباشد.
- سوئیس: در سوئیس میانگین مقدار دستمزد برای جوشکاران 64 هزار فرانک در سال و 30 فرانک در ساعت در نظر گرفته شده است.
- کانادا: میزان حقوق سالیانه جوشکار در کانادا به سالیانه 55 هزار دلار و ساعتی 26 دلار میرسد.
- استرالیا: از آنجا که جوشکاری از مشاغل پر درآمد در استرالیا محسوب میشود، دستمزد این کار در استرالیا سالیانه 70 هزار دلار و ساعتی 33 دلار در نظر گرفته شده است.
- آمریکا: میانگین حقوق یک جوشکار در آمریکا حدودا 50 هزار دلار در سال و 23 دلار در ساعت است.